Karst landform development and related sediments in the Miocene rocks of the Red Sea coastal zone,Egypt

Limestones and evaporites are the main rock types constituting the exposed Middle Miocene sediments of the Red Sea coastal zone between Quseir and Mersa Alam. These rocks represent typical conekarst and karst ridge landforms with minor surface and subsurface solution features.Mechanical, chemical and biogenic precipitates are the main recognized karst sediments. Oxides and sulphides of iron, lead and zinc and barite are also found in association with the karst features and karst products.The obtained observations elaborate the rule of the structure and lithologic characters of the country rocks and the paleoclimatic fluctuation on the formation of the karst features and the related precipitates.

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Zusammenfassung Kalksteine und Evaporite bilden die Sedimente des Mittelmiozäns im Gebiet zwischen Quseir und Mersa Alam. Diese Gesteine zeigen charakteristische Karstphänomene, d. h., regional Kegelkarst, kleinere Karstoberflächen und unterirdische Karstformen.Klastische, chemische und biogene Sedimente werden als Karstfüllungen beobachtet. Oxide und Sulfide von Eisen, Blei und Zink sowie Baryt sind mit dem Karst und den Karstsedimenten verknüpft.Sowohl der Einflu\ der tektonischen Strukturen als auch die Zusammensetzung des mittelmiozänen Ausgangsgesteins und die paleoklimatischen Veränderungen diktieren die Entwicklung des Karstes und die Bildung der Karstsedimente.

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Résumé Les sédiments du Miocène moyen exposés dans la région cÔtière de la Mer Rouge entre Quseir et Mersa Alam se composent essentiellement de roches calcaires et d'évaporites. Ces roches présentent des formes karstiques en cÔnes et en crètes, accompagnées de structures mineures de dissolution à la fois souterraine et de surface.Les principaux remplissages du karst sont des sédiments mécaniques, chimiques et biologiques. Des oxydes et des sulfures de fer, de plomb et de zinc, ainsi que de la barytine sont également reconnus en association avec les formes et les produits du karst.Les observations recueillies expliquent le rÔle de la structure et des caractères lithologiques des roches encaissantes, ainsi que des fluctuations paléoclimatiques sur la formation des karsts et les sédiments qui les accompagnent.

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Quseir Mersa Alam . , . . , . , . , , . , , .

     

Contemporaneous development of mullions and hornblende lineations in divergent directions

A mullion structure is described from a several meter thick amphibolite from the Precambrian bedrock of south-eastern Norway. The mullion axes deviate about 60–70⁰ from the fold axis defined in the amphibolite by the constructed intersection of foliation planes. The fold axis is also reflected in the lineated hornblende grains. The orientation of the mullion axes is parallel to the trace of the amphibolite foliation on the mullioned surface. It is concluded that the mullions were formed on a discordant surface (probably a fracture surface) in responce to movement along the intersecting foliation planes at the same time as the hornblende lineation was developed.

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Zusammenfassung Aus dem südostnorwegischen präkambrischen Grundgebirge wird aus einem mehrere Meter mächtigen verfalteten Amphibolit eine Mullion-Struktur beschrieben. Die Achsen der Mullions weichen 60–70⁰ von der Faltenachse ab, welche aufgrund der Biotitfoliationen im Amphibolit konstruiert werden konnte. Diese Faltenachse wird auch von den linearen Hornblenden nachgezeichnet. Es wird angenommen, daß sich die Mullions auf einer diskordanten Fläche (wahrscheinlich einer Bruchfläche) gebildet haben. Auf dieser Fläche verlaufen die Mullion-Achsen parallel der Spur der Amphibolit-Foliation. Die Mullions entstanden gleichzeitig mit den linearen Hornblenden infolge einer Bewegung entlang der sich schneidenden Foliationsebenen.

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Résumé Une structure en «mullion» a été étudiée dans des amphibolites, d'âge Précambrien, en Norvège. Les mullions proviennent d'une couche discordante, qui a été déformée avec les amphibolites. On observe que les axes des mullions font une angle de 60 à 70 degré avec la linéation (prismes de hornblende) qui est parallèle aux axes des plis; les axes des mullions et la linéation sont situés dans le plan de la foliation des amphibolites.

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Mullion-Struktur - . 60–70 , . . , (, ). . .

     

Structural evolution and asymmetric uplift of the Nanga Parbat syntaxis,Pakistan Himalya

The Nanga Parbat syntaxis, in the NW Himalaya, is a still growing crustal-scale north-trending antiformal structure in the core of which Indian Plate gneisses have been uplifted from beneath the overthrust rocks of the Kohistan island arc. Isotopic and fission track geochronology show that uplift rates within the syntaxis have increased to present day rates of > 6 mm/yr. Uplift has been accommodated by a combination of initial northwest verging thrusting on the western margin of the syntaxis, followed by crustal scale folding within the syntaxis and latterly by dextral reverse faulting on the western margin. This thrusting, folding and faulting is the effect of deformation at the north-western lateral tips of the main Himalayan thrusts where they interfere with the south-southeast verging thrusts of the northwest Himalaya.

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Zusammenfassung Nanga Parbat Konvergenz im nordwestlichen Himalaya ist eine noch im Wachsen begriffene nach Norden streichende antiformale Struktur im Krustenmaßstab. In ihrem Inneren wurden Gneisse der Indischen Platte aus der Nähe der überschobenen Gesteine des Kohistan Inselbogens herausgehoben. Isotopen- und Spaltspurengeochronologie zeigen, daß das Heraushebungsmaß innerhalb der Konvergenz zu der heutigen Rate von > 6 mm/a angestiegen ist. Die Heraushebung hat sich angepaßt an die Kombination von initialer NW-vergenter Überschiebung auf den westlichen Konvergenzrand, die gefolgt wurde von einer krustalen Faltung und lateral von dextraler antithetischer Verwerfung des westlichen Randes. Diese Deckenüberschiebung, Faltung und Verwerfung ist das Resultat der Deformation des nordwestlichen Ausstriches der Himalaya-Hauptüberschiebung, wo sie in Wechselwirkung mit der SSE-vergenten Überschiebung des NW-Himalayas steht.

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Résumé La convergence du Nanga Parbat, dans le nordouest de l'Himalaya, est une structure antiforme d'orientation nord-sud, d'échelle crustale et toujours active; son cur est occupé par des gneiss de la plaque indienne qui ont été soulevés à travers les roches charriées de l'arc insulaire du Kohistan. Les données géochronologiques obtenues à partir des isotopes et des traces de fission montrent que le taux de soulèvement a augmenté dans cette structure jusqu'à la valeur actuelle de plus de 6 mm/an. Le soulèvement s'est effectué par la combinaison d'un charriage initial, à vergence nordouest, sur la bordure ouest de la convergence, suivi d'un plissement d'échelle crustale dans la convergence et, latéralement, d'une fracturation par faille dextre inverse sur sa bordure ouest. Ce charriage, ce plissement et cette fracturation sont l'expression de la déformation à l'extrémité latérale nord-ouest des charriages principaux de l'Himalaya, où ils interfèrent avec les charriages à vergence sud- sud-est de l'Himalaya septentrional.

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Multifactorial control of sedimentation patterns in an ocean marginal basin: the Lusitanian Basin (Portugal) during the Kimmeridgian and Tithonian

The Mesozoic Lusitanian Basin developed as a part of the North Atlantic rift system. Tectonic rifting activity was rejuvenated during the Upper Jurassic, leading to intensive differentiation of facies development. Kimmeridgian and Lower Tithonian calcareous and siliciclastic sediments represent basinal and slope, shallow marine, and terrestrial environments. The lithostratigraphic arrangement of facies units is demonstrated. Sediment character, distribution and thicknesses are mainly controlled by synsedimentary faulting, with a partial overprint by uprise of salt diapirs. Eustatic sea level fluctuations, exogenic and biogenic factors resulted in additional control on facies development.Comparing bathymetric development of major basin sections and simplified plotting on a common time scale is a simple tool to unravel the multifactorial control of sedimentation and to test the validity of some biostratigraphic markers.During the Kimmeridgian, paleogeography was mainly determined by intensive subsidence of the basin center, by a large linear uplift zone m the north, and by a high amount of clastic influx. At the end of the stage and during the Tithonian, overall subsidence slowed down and inner basin uplifts arose further south. Degree of clastic input was variable. Thus shallow water carbonates were episodically widespread throughout the basin and mixed calcareous-clastic sequences were common. Sheltering and trapping effects resulted in local facies variations. Towards the Cretaceous the basin sanded up from northern, eastern and, particularly, northwestern directions.

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Zusammenfassung Das mesozoische Lusitanische Becken entstand als Teil des nordatlantischen Riftsystems. Während des Oberjuras lebte die tektonische Aktivität erneut auf und führte zu einer intensiven Differenzierung der faziellen Entwicklung. Die Kalke und Siliziklastika des Kimmeridge und Unteren Tithons, deren lithostratigraphische Beziehungen dargestellt werden, repräsentieren Becken-, Hang- und Flachwasserablagerungen sowie terrestrische Sedimente.Synsedimentäre Tektonik bestimmte überwiegend die Ausbildung, Verteilung und Mächtigkeiten der Sedimente. Halokinese, eustatische Meeresspiegelschwankungen, exogene und biogene Faktoren kontrollierten die Faziesverteilung zusätzlich. Ein Vergleich der bathymetrischen Entwicklung aller grö\eren Beckenprofile und Standardisierung auf eine gemeinsame Zeitachse erlauben, die überlagerung der einzelnen Kontrollfaktoren zu entschlüsseln sowie den Wert einiger biostratigraphischer Bezugshorizonte zu testen.Während des Kimmeridge wurde die Paläogeographie vor allem durch starke Subsidenz des Beckenzentrums sowie durch eine gro\e lineare Hebungszone im Norden und durch hohe klastische Zufuhr bestimmt. Am Ende des Kimmeridge und während des Tithons verlangsamte sich die Subsidenz. Anhebung innerer Beckenteile und schwankende Zufuhr von Klastika bewirkten die episodische Ausbreitung von Flachwasserkarbonaten und die verbreitete Entwicklung gemischt kalkig-klastischer Serien. Abschirmungs- und Abfangeffekte erlaubten kleinräumige Faziesvariationen. Zur Kreide hin verlandete das Becken durch klastische Zufüllung aus nördlicher, östlicher und vor allem nordwestlicher Richtung.

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Resumo Durante o Mesozóico, a Bacia Lusitânica desenvolveu-se como parte do sistema »rift« do Atlântico do Norte. A actividade tectónica, tipo »rifting« renasceu durante o Jurásico Superior, causando uma diferenciaÇÃo intensa no desenvolvimento de fácies. Os sedimentos calcários e siliciclásticos do Kimeridgiano e Titoniano inferior representam ambientes do mar mais ou menos profundo (fundo de bacia, declive, lagoa, delta) e ambientes continentais. O quadro litoestratigráfico das unidades de fácies é elaborado.O carácter, a distribuiÇÃo e a espessura dos sedimentos sÃo sobretudo controlados pela actividade tectónica sinsedimentária. Movimentos halokinéticos, fluctuaÇÕes eustáticas do nível do mar, e factores exogénicos e biológicos resultaram num controle adicional do desenvolvimento de fácies.Uma medida simples para destrinÇar os factores diferentes da sedimentaÇÃo e para testar o valor de alguns »markers« bioestratigráficos é comparar o desenvolvimento batimÊtrico dos coites principais da bacia e estandardizá-los num comum eixo temporal.Durante o Kimeridgiano, a paleogeografia foi dominada pela subsidÊncia intensa do centro da bacia, por um grande levantamento estreito no Norte, e por um grau elevado de introduÇÃo de clásticos. No fim do estágio e durante o Titoniano, a subsidÊncia geral diminuiu-se e novos levantamentos surgiram mais no Sul. O grau de introduÇÃo de clásticos foi variável. Por consequÊncia, calcários de agua pouco profunda alargaram-se por vezes sobre grandes partes da bacia e sequÊncias mistas de calcários e clásticos foram comum.No fim do Jurásico o mar desapareceu por causa de enchimento da bacia por clásticos de proveniÊncia norte, este, e partialmente noroeste.

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Petrochemical aspects of Central American Magmatism

On the basis of the great stock of chemical bulk analyses and their conversion intoRittmann norms new conclusions can be drawn about the relationship of crust, geologic development and rock chemistry of the Cretaceous-Cenozoic magmatic events in Central America. In this regard the fundamental fact that a continental crust exists only in northern but is lacking in southern Central America served as a starting point.In the northern part Tertiary volcanism first produced the andesitic and latiandesitic rocks of the Matagalpa Formation. In the Miocene enormous quantities of alkali rhyolitic, rhyolitic and rhyodacitic ignimbrites were formed which are closely connected in space and time, as well as in petrochemistry, with the Matagalpa volcanics. These are interpreted as primary andesitic magmas originated by fusion of various levels in the lower crust, whereas the ignimbrites may represent anatectic melts formed in higher parts of the crust.In southern Central America, knowledge of which is based mainly on work in Costa Rica, magmatism began with submarine eruptions of predominantly tholeiitic basalts (Nicoya Complex) and the intrusion of a now serpentinized peridotite. These rocks derive from the suboceanic upper mantle. A middle-Tertiary volcanism producing intermediate calc-alkalic rocks seems to be closely related petrochemically to the late Miocene plutonism in the Cordillera de Talamanca. These plutonics contrast with those of northern Central America by having a higher alkali content.The volcanic rocks of the Pliocene Aguacate Formation differ from all other volcanics in this area by their high sodium content. These rocks are considered to be products of differentiation of an oceanic subcrustal magma. The Pliocene age is in need of revision.In both parts of Central America Quaternary volcanism largely produced quartz-bearing latiandesites and andesites, on the one hand, and rhyolites, rhyodacites and dacites on the other. A similar bimodal distribution was found with respect to the young volcanics of the South American Andes. Basalts occur rarely and differ from the andesites only by a slightly higher content in mafic constituents. These rocks, which better should be called mela-andesites, represent products of gravitative differentiation of the primary andesitic magmas. Regional petrochemical differences are strongly marked. Mafic rocks occur particularly in Nicaragua. Single volcanoes often show strong petrochemical contrasts even to neighbouring volcanic edifices. The Quaternary andesitic magmas of Central America are thought to have originated as primary melts in the Benioff zone. Parts of these magmas were modified on their way to the surface by processes of crustal contamination, mixing with crustal derived melts and differentiation.Noteworthy is the occurrence of alkaline rocks at greater distances from the foredeep; a phenomenon, also reported from other parts of the circum-Pacific volcanic belt, which can be related to the tectonics.

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Zusammenfassung Auf Grund zahlreicher chemischer Gesteinsanalysen, die aufRittmann-Normen umgerechnet und ausgewertet wurden, lassen sich neue ZusammenhÄnge zwischen Krustenbau, erdgeschichtlicher Entwicklung und dem Gesteinschemismus des kretazisch-kÄnozoischen Magmatismus in Mittelamerika aufzeigen. Hierbei ist die Tatsache, da\ der Nordteil Mittelamerikas eine kontinentale Kruste, der Südteil dagegen nur eine ozeanische Kruste besitzt, von ausschlaggebender Bedeutung.Im Norden begann der tertiÄre Vulkanismus mit der Förderung der andesitischen und latiandesitischen Gesteine der Matagalpa-Formation. Im MiozÄn kam es zum Ausbruch gro\er Massen alkalirhyolithischer, rhyolithischer und rhyodazitischer Ignimbrite, die nicht nur zeitlich und rÄumlich, sondern auch petrochemisch eng an die Förderung der Matagalpa-Formation anschlie\en. Die Vulkanite der Matagalpa-Formation werden als andesitische Aufschmelzungsprodukte tieferer, im Chemismus unterschiedlicher Krustenniveaus gedeutet, die Ignimbrite dagegen als Anatekte höherer Teile der Kruste.Im Südteil Mittelamerikas, dessen Kenntnis vor allem auf Arbeiten im Raum von Costa Rica beruht, begann der Magmatismus mit der Förderung submariner, überwiegend tholeiitischer Basalte (Nicoya-Komplex) und der Intrusion eines (heute serpentinisierten) Peridotites. Diese Gesteine reprÄsentieren Material des subozeanischen oberen Mantels. Ein mitteltertiÄrer Vulkanismus, der intermediÄre Gesteine der Kalkalkali-Reihe gefördert hat, scheint dem spÄtmiozÄnen Plutonismus der Talamanca-Kordillere stofflich eng verwandt zu sein. Dieser Plutonismus unterscheidet sich von dem des nördlichen Mittelamerikas durch stÄrkeren Alkali-Charakter, was nicht im Einklang mit dem Krustenbau zu stehen scheint.Der bisher ins PliozÄn gestellte Vulkanismus der Aguacate-Formation förderte stark natriumbetonte Gesteine, die sich von allen anderen Magmatit-Serien des Gebietes unterscheiden. Sie werden als Differentiationsprodukte subkrustalen ozeanischen Magmas gedeutet. Die Altersstellung dieser Serie ist revisionsbedürftig.Im quartÄren Vulkanismus, der beiden Teilen Mittelamerikas gemeinsam ist, dominieren sowohl quarzführende Latiandesite und Andesite als auch Rhyolithe, Rhyodazite und Dazite. Eine Ähnliche bimodale HÄufung der Gesteinstypen wird aus den südamerikanischen Anden aufgezeigt. Basalte treten nur sehr untergeordnet auf; sie unterscheiden sich lediglich durch eine wenig höhere Farbzahl von den Andesiten. Diese besser als Mela-Andesite zu bezeichnenden Vulkanite dürften durch gravitative Differentiation aus andesitischem Ausgangsmagma entstanden sein. Regionale Unterschiede des Gesteinschemismus sind deutlich, vor allem Nicaragua zeichnet sich durch stÄrkere BasizitÄt aus. Einzelne Vulkane sind von eng benachbarten petrochemisch oft deutlich verschieden und lassen individuelle, durch Differentiationsprozesse bedingte Entwicklungstendenzen erkennen. Die quartÄren andesitischen Magmen Mittelamerikas sind ursprünglich primÄre Schmelzen, die in der von der pazifischen Küste nach Nordosten abtauchenden Benioff-Zone entstanden sein dürften. Bei ihrem Aufstieg wurden Teile dieser Schmelzen durch Kontamination mit Krustengesteinen, Vermischung mit anatektischen Schmelzen der Kruste und durch Differentiationsprozesse mehr oder weniger stark verÄndert.Bemerkenswert ist das Vorkommen von Alkaligesteinen in grö\erer Entfernung von der Vortiefe, eine Erscheinung, die auch aus anderen Gebieten des zirkumpazifischen Vulkangürtels bekannt ist und mit der regionalen Tektonik Mittelamerikas in Zusammenhang gebracht werden kann.

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Resumen Los resultados de nuevos análisis químicos de rocas, que fueron convertidos a normas Rittmann y procesado por computación, permiten se~nalar nuevas relaciones entre la estructura de la corteza, la historia geológica y las características químicas de los procesos magmáticos durante el Cretácico-Cenozoico de América Central. Reviste especial importancia la circunstancia de que la parte norte de Centroamérica tiene una corteza continental y la parte sur posee en cambio una corteza oceánica.En el norte se inició el volcanismo Terciario con la erupción de rocas andesíticas y latiandesíticas de la Formación Matagalpa. Durante el Mioceno se produjeron volÚmenes grandes de ignimbritas riolíticas alcalinas, riolíticas y riodacíticas, las cuales se relacionan tanto en tiempo y espacio como petroquímicamente con la Formación Matagalpa. Las vulcanitas de la Formación Matagalpa se consideran como productos de fusión andesitica de niveles quimicamente diferentes más profundos de la corteza, las ignimbritas en cambio, se interpretan como productos anatécticos de niveles superiores de la corteza.La parte sur de América Central se conoce sobre todo por los trabajos realizados en Costa Rica. Allí los procesos magmáticos comenzaron con la extrusión submarina, principalmente de basaltos toleiíticos (Complejo de Nicoya), y por la intrusión de peridotitas serpentinizadas. Estas rocas reprensentan material de la parte superior del manto sub-oceánico. El volcanismo del Terciario medio produjo rocas intermedias de la serie calcalcalina y parece estar cercanamente relacionado en composición con el plutonismo del Mioceno superior de la Cordillera de Talamanca. Este plutonismo se distingue del de América Central septentrional por su carácter más alcalino, lo que no parece estar de acuerdo con la estructura de la corteza.Hasta ahora se ha considerado el volcanismo de la Formación Aquacate perteneciente al tiempo del Plioceno y produjo rocas con notoríos contenídos de sodio. Por esto se diferencian de todas las demás series ígneas de la región. Estas rocas se interpretan como productos de diferenciación de magmas subcorticales oceánicas. La clasificación de edad de esta secuencia merece ser revisada.El volcanismo Cuaternario es semejante en ambas partes de América Central, aquí dominan tanto latiandesitas con cuarzo y andesitas, como riolitas, riodacitas y dacitas. Un arreglo bimodal parecido de los tipos de roca se registra en los Andes Sudamericanos. Los basaltos se presentan muy subordinadamente y se distinguen solamente por un nÚmero de color ligeramente más alto que el de las andesitas. Estas vulcanitas se consignan más apropiadamente como mela-andesitas y deberían haberse formado por diferenciación gravitacional a partir de un magma andesítico original. Existen claras diferencias regionales de la composición quimica de las rocas, sobre todo en la región de Nicaragua se distinguen características más básicas. Ciertos volcanes difieren petroquímicamente de otros focos vecinos y permitan reconocer tendencias de desarrollo individual por medio de procesos de diferenciación.Las rocas andesíticas Cuaternarias centroamericanas son originalmente magmas primarios, que se pueden haber formado en la zona Benioff, inclinada hacia el noreste, de la costa Pacífica. En el ascenso, partes de estos magmas fueron más o menos modificados por contaminación con rocas de la corteza, por mezcla con fusiones anatécticas de la corteza y por procesos de diferenciación.Es notable la presencia de rocas alcalinas a mayor distancia de la fosa frontal, una circunstancia que se conoce también de otras regiones del cinturón circumpacífico y la cual se puede relacionar con la tectónica regional de América Central.

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Differentiation trends in the Warrumbungle Volcano,New South Wales,Australia

The volcanic rocks of the Warrumbungle Shield volcano in central western New South Wales, Australia show two distinct differentiation trends. One trend of differentiation extends from alkali basalts to phonolitic trachytes becoming increasingly undersaturated with silica and a second differentiation trend extends from trachybasalts to quartzbearing trachyte that becomes progressively more oversaturated. The differentiation trends are the product of low pressure fractional crystallisation of an alkali basalt in a high level magma chamber.Differentiated rocks of the Nandewar Volcano in New South Wales differs from that of the Warrumbungle Volcano in several significant respects. In the Nandewar Volcano, for example, the parental magma is an olivine basalt, the differentiation trend is towards silica rich trachytes and very siliceous alkali rhyolites.The differentiated alkaline rocks from the large shield volcanoes of the Pacific display many affinities to the differentiated alkaline rocks from the shield volcanoes of the Australian continent. On Tahiti a moderately undersaturated alkaline magma has produced contrasting differentiates, silica saturated trachytes; and phonolites. In Hawaii the alkaline volcanic rocks have differentiated to produce oversaturated trachytes. By contrast, in the Galápagos Islands where the parental magma is a tholeiitic basalt the differentiation trend is towards very siliceous trachytes and quartz syentites.The divergent trends of differentiation in the Warrumbungle Shield can be traced via the intermediate lineage members to compositional differences between the basic lineage members. The temperature, pressure and fugacity of oxygen and water have controlled the path and extent of differentiation in high level magma chambers at 8–9 kb or less. Differing degrees of saturation of the basic lineage members are attributed to differing degrees of pyroxene or eclogite fractionation at high pressures. Progressively more undersaturated rocks have been derived at increasing depths or origin.

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Zusammenfassung Die Vulkangesteine des Warrumbungle-Vulkans im mittelwestlichen Neusüdwales, Australien, zeigen zwei verschiedene Differentiationstendenzen. Die eine erstreckt sich von alkalischen Basalten bis zu phonolitischen Trachyten, die immer stärker kieselsäure-untersättigt werden. Die andere erstreckt sich von Trachytbasalten bis quarzhaltigem Trachyt, der immer stärker übersättigt wird. Die Differentiationstendenzen ergeben sich aus der fraktionierten Kristallisation bei niederem Druck von einem alkalischen Basalt in einer nahe der Oberfläche liegenden Magmakammer.Differenziertes Gestein des Nandewar-Vulkans in Neusüdwales unterscheidet sich in einigen wesentlichen Punkten von dem des Warrumbungle-Vulkans. In dem Nandewar-Vulkan ist z. B. das Stammagma ein olivinhaltiger Basalt. Dazu tendiert es zu siliziumhaltigen Trachyten und sehr siliziumhaltigen alkalischen Rhyoliten.Das differenzierte alkalische Gestein von den großen Vulkanen des Pazifiks zeigt viele Ähnlichkeiten mit dem differenzierten alkalischen Gestein von den Vulkanen auf dem australischen Festland. Auf Tahiti hat ein mäßig untersättigtes alkalisches Magma kontrastierende Varianten, Phonolite und siliziumgesättigte Trachyte hervorgebracht. Auf Hawaii hat sich das alkalische Vulkangestein differenziert, wobei übersättigte Trachyte entstanden sind. Dagegen tendiert es auf den Galapagos-Inseln, wo das Stammagma ein tholeiitischer Basalt ist, zu sehr siliziumhaltigen Trachyten und Quarzsyeniten.Die divergierenden Differationstendenzen in dem Warrumbungle-Vulkan lassen sich durch die intermediären Stammglieder auf Zusammensetzungsunterschiede zwischen den früheren Stammgliedern zurückführen. Die Temperatur, der Druck und die Flüchtigkeit des Sauerstoffs und des Wassers haben den Vorgang und das Maß der Differentiation in nahe der Oberfläche begrabenen Magmakammern bei 8–9 kb. oder weniger kontrolliert. Verschiedene Sättigungsgrade der früheren Stammglieder werden verschiedenen Graden von Pyroxenoder Eklogit-Fraktionierung bei hohem Druck zugeschrieben. Zunehmend stärker untersättigtes Gestein ist bei wachsender Entstehungstiefe hervorgebracht worden.

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Résumé Les roches volcaniques du Volcan Warrumbungle, dans la partie centrale de la Nouvelle-Galles du Sud (Australie), montrent deux tendances distinctes de différenciation. L'une de ces tendances s'étend des basaltes alcalins aux trachytes phonolitiques qui deviennent de plus en plus sous-saturés en silice. L'autre tendance de différenciation s'étend des trachy-basaltes aux trachytes quartzifères, qui deviencent de plus en plus sursaturés. Ces tendances de différenciation sont le résultat de la cristallisation fractionnée, sous faible pression, d'un basalte alcalin dans une chambre magmatique proche de la surface.Les roches différenciées du volcan Nandewar en Nouvelle-Galles du Sud différent sous plusieurs aspects importants de celles du volcan Warrumbungle. Dans le volcan Nandewar, par exemple, le magma originel est un basalte à olivine; la différenciation tend vers des trachytes contenant de la silice et des rhyolites alcalines très siliceuses.La roche alcaline différenciée des grands volcans du Pacifique montre beaucoup d'affinités avec celle des volcans du continent australien. A Tahiti un magma alcalin moyennement sous-saturé a produit des roches différenciées très diverses: des trachytes saturés en silice et des phonolites. A Hawaii les roches volcaniques alcalines se sont différenciées pour produire enfin des trachytes sursaturés. Par contre aux Iles Galapagos, où le magma originel est un basalte tholéiitique, la tendance de la différenciation va vers des trachytes très siliceux et des syénites quartzifères.Les tendances divergentes de la différenciation dans le Warrumbungle remontent par des termes intermédiaires à des différences de composition entre les premiers membres dérivés du magma originel.La température, la pression et la fugacité de l'oxygène et de l'eau ont réglé le processus et l'étendue de la différenciation dans les chambres magmatiques enfouies à proximité de la surface, sous une pression de 8–9 kb ou moins. C'est à différents degrés de saturation des premiers membres du magma originel que sont attribués les différents degrés de fractionnement du pyroxène ou de l'éclogite à haute pression. C'est toujours une roche de plus en plus sous-saturée qui est engendrée par augmentation de sa profondeur d'origine.

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Warrumbungle Neusüdwales, , . , . , . , . Nandewar, Neusudwales Warrumbungle. ., . , . . . , . , . ., , . Warrumbungle , / . , , , 8 – 9 . . .

     

On the relationship of lamprophyres to hydrothermal ore veins in the Bohemian-Moravian Heights (Czechoslovakia)

In the territory of the Bohemian-Moravian Heights, numerous lamprophyre, lamproid and basic dikes, as well as younger hydrothermal ore veins of different types occur. The dike rocks display rather high BaO-contents. Some lamprophyres from the area with barite-bearing ore veins even contain sparse barite, mostly as amygdules and in pseudomorphs after pyroxene phenocrysts. Barite evidently originated from the components contained in the magma; it does not represent a separate and independent hydrothermal supply, from which the ore veins, including the barite ones, would have crystallized. The dike rocks under consideration giade through transitional members into diabases. This fact, along with evidence concerning chemical composition of the rock, suggests that these dikes represent tholeiitic magmas contaminated at depth, mainly by a support of alkalies and volatile constituents and perhaps also barium. In the area under consideration, some genetic relations between dikes and ore veins may exist, but they are very vague only.

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Zusammenfassung In der Böhmisch-Mährischen. Höhe kommen zahlreiche lamprophyrische, lamproide und basische Gänge sowie jüngere hydrothermale Erzgänge verschiedener Typen vor. Die Ganggesteine weisen erhöhte Bariumgehalte auf. Einige Lamprophyre aus dem Verbreitungsgebiet der barytführenden Erzgänge enthalten sogar spärlichen Baryt, meist in Mandeln und in Pseudomorphosen nach den Pyroxeneinsprenglingen. Der Baryt entstand in diesen Ganggesteinen offensichtlich aus den im Magma enthaltenen Komponenten und stellt keine nachträgliche, etwa mit der Mineralisierung der Erzgänge zeitlich zusammenfallende Zufuhr dar. Die Ganggesteine der Böhmisch-Mährischen Höhe gehen, wenn auch nur selten, in Diabase über. Diese Tatsache, gemeinsam mit einigen chemischen Merkmalen der Gänge, läßt vermuten, daß die betrachteten Ganggesteine tholeiitische Magmen darstellen, die in der Tiefe hauptsächlich durch Alkalien und leichtflüchtige Bestandteile und vielleicht auch durch Barium bereichert wurden. In der Böhmisch-Mährischen Höhe besteht vielleicht ein genetischer Zusammenhang zwischen den Ganggesteinen und den Erzgängen, der aber nur sehr lose ist.

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Résumé Dans les Hauteurs tchéco-moraves il existe de nombreux filons lamprophyriques, lamproides et basiques ainsi que des filons de minerai hydrothermaux de différents types. Les roches de filon présentent une teneur élevée en baryum. Quelques lamprophyres de l'aire de distribution des filons de minerai barytiques contiennent mÊme de la baryte en petites quantités, généralement en géodes et pseudomorphoses des phéocristaux de pyroxène. La baryte s'est formée dans ces roches de filon à partir d'éléments contenus dans le magma et ne représente pas un apport plus tardif, coincidant par exemple avec la minéralisation des filons hydrothermaux. Les roches de filon des Hauteurs tchéco-moraves passent, bien que rarement, à des diabases. Ce fait, en plus de certains caractères chimiques des filons, permet de penser que les roches de filon étudiées représentent des magmas tholeiitiques qui ont été enrichis en profondeur avant tout en alcalis et composants volatils, et peut-Être aussi en baryum. Il existe peut-Être dans les Hauteurs tchécomoraves des relations d'origine, toutefois très vagues, entre les roches de filon et les filons de minerai.

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Mass,Ablauf und Ursachen orogener Einengung am Beispiel der Westalpen und des Nordapennin

Zusammenfassung In Fortführung entsprechender Untersuchungen im Rheinischen Schiefergebirge, Ruhrkarbon und Harz (vgl. diese Zeitschrift Band54, S. 861–882) befaßt sich die vorliegende Arbeit mit dem orogenen Einengungsbetrag in einem wichtigen Teilbereich des jungen mediterranen Faltengebirgssytems. Das Ausmaß der orogenen Einengung nach der Faltenstereometrie — für die Schweizer Alpen im heute 200 km breiten Querschnitt von Bern nach SE bis zur Po-Ebene ca. 200 km, für die Französisch-Italienischen Westalpen im heute 160 km breiten Querschnitt von Turin nach NWN ca. 190 km und für das heute 140 km breite Nordapenninprofil im Querschnitt von Parma ca. 80 km — mag angesichts der bisherigen, weitaus höheren Schätzungen, insbesondere aus den Schubweiten der Deckentektonik, überraschend niedrig erscheinen, paßt jedoch eher zu geophysikalischen Beobachtungen über die Tiefenlage der Mohorovii-Diskontinuität in den Alpen und damit zur orogenen Verdickung der Erdkruste oberhalb dieser wichtigen Unstetigkeitsfläche. Soweit es sich beim Deckenbau um gravitative Gleitung handelt, geht er nicht in diese Vergleichsrechnung ein.Als Haupteinengungsrichtung für den Gesamtbereich der Westalpen und des Nordapennin ergibt sich die Süd-Nord-Richtung; so hat sich vergleichsweise die Südspitze des außeralpidischen Korsika um knapp 300 km ziemlich genau nach Norden verlagert, glättet man den Faltenwurf beider Gebirge aus. Die Art jedoch, wie dieser Gesamteinengungsbetrag erreicht wurde, deutet am ehesten auf rotationelles Fließen im säkularplastischen Substrat des Erdmantels hin.

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On the basis of two profiles of the Western Alpes and of a profile of the Northern Apennines the degree of orogene shortening is determinated.

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Résumé Deux profils des Alpes occidentales et un profil des Apennins du Nord servent à déterminer le degré du retroserrement orogène.

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Geology and paleontology of late Cenozoic marine deposits in the Sacaco area (Peru)

Paleontologic, stratigraphic and geochronologic (K-Ar) evidence demonstrate the presence of both late Miocene and Pliocene marine deposits in the Pisco Formation in the area of Sacaco, Peru. Tuffaceous sandstone, siltstone, and shelly sandstone comprise the greater part of the ca. 350 meters sequence. The fine grained sediments have accumulated in large coastal lagoons, while coarser sediments were deposited in semiprotected littoral and nearshore environments. A rich marine vertebrate fauna from the Sacaco basin includes fossil selachians, teleost fishes, marine birds, cetaceans, marine carnivores, and a single edentate species. A diverse invertebrate fauna consists principally of venerid and muricid molluscs. Five vertebrate levels have been correlated with five provisionally defined molluscan zones. The vertebrate fauna has some affinity with faunas of the Miocene Yorktown Formation at the Lee Creek Mine of North Carolina (USA). Distinctive Miocene and Pliocene molluscan assemblages of the Pisco Formation and Pleistocene molluscan assemblages from overlying terrace deposits become progressively more similar to Chilean assemblages of equivalent age and less similar to Tethyan faunas of the Panamic and Caribbean regions.

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Zusammenfassung Paläontologische, stratigraphische und geochronologische (K-Ar) Daten belegen ein obermiozänes und pliozänes Alter der Pisco-Formation. Die Sequenz wird etwa 350 m mächtig und besteht aus tuffartigen Sandsteinen, Silten und Schillsanden. Die feineren Sedimente sind in großen Lagunen, die gröberen im geschützten Strandbereich abgelagert worden. Die reiche Fauna enthält Fische (Teleostei und Selachii), Meeres-Vögel, eine Edentata und an Wirbellosen hauptsächlich Veneriden und Muriciden. Fünf Wirbeltier-Horizonte lassen sich mit fünf vorläufig definierten Molluskenzonen korrelieren. Die Vertebratenfauna ähnelt der aus dem Unterpliozän von Nordkarolina (Yorktown Formation und Lee Creek Mine Formation — USA). Vom Miozän zum Pliozän verändert sich der Charakter der Molluskengesellschaften vom panamensisch-karibischen zu chilenischem Gepräge.

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Résumé Des preuves paléontologiques, stratigraphiques et géochronologiques (K-Ar) démontrent la présence de dépôts miocènes supérieur aussi bien que pliocènes dans la Formation Pisco dans la région de Sacaco (Pérou). La séquence est d'environ 350 mètres et se compose de grès tuffacés, de microgrès et de grès coquillers. Les sédiments à grains fins se sont accumulés à l'intérieur de grands lagons côtiers tandis que les sédiments plus grossiers furent déposés dans des environnements abrités littoraux et côtiers. La faune de Vertébrés de la région de Sacaco est riche et comprend essentiellement des Sélaciens, des Téléostéens, des Oiseaux marins et un Edenté. La faune d'Invertébrés est variée et se compose principalement de Mollusques Vénéridés et Muricidés. Cinq niveaux de Vertébrés ont été corrélés avec cinq zones de Mollusques définies provisoirement. La faune de Vertébrés présente des affinités avec celle de la Formation Yorktown du Pliocène inférieur de Lee Creek Mine en Caroline du Nord (USA). Les associations caractéristiques de Mollusques miocènes et pliocenes de la Formation Pisco et celles des dépôts de terrasses quaternaires sus-jacents sont de bas en haut, progressivement plus semblables aux associations chiliennes du même âge, différant des faunes téthysiennes des provinces panam eennes et caraïbéennes.

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, ( -) Pisco . 350 , . , , , - . : (Teleostei Selachii), , Edentata, — . . Venerideae Muricideae. 5 , , . ( Yorktown Lee Creek Mine, ). .

     

Vom Anfang,Hochstand und Ende eines Epikontinentalmeeres

Zusammenfassung Die kambro-silurische Schichtenfolge des baltischen Schildes wurde während eines großen Transgressions-Regressions-Zyklus gebildet. Das Unterkambrium besteht vorwiegend aus littoralen bis neritischen Quarziten. Die Gesamtmächtigkeit beträgt bis etwa 200m. Im Mittelkambrium breitet sich die Alaunschiefer-Fazies vom W her aus. Glaukonitische und phosphoritreiche Kondensationshorizonte können ganze Stufen vertreten. Wo dünne, bankige Kalke auftreten, enthalten diese Diskontinuitäts- (Korrosions-) Flächen. Das geringmächtige (0–16m) Oberkambrium besteht durchweg aus Alaunschiefern, schwarzen, weichen Schiefern, die sehr reich an Pyrit und organischen Verbindungen sind. Spurenelemente wie V und U können angereichert sein. Bezeichnend sind riesige Knollen von bituminösem Kalk. Die Fauna kann äußerst individuenreich sein, wobei in der Regel fast nur eine Art in einem Horizont vertreten ist. Diese Fazies ist vom nördlichsten Lappland bis Schonen verbreitet. Das Unterordovizium kann mit Alaunschiefern anfangen. Kräftige Pyritisierung und Phosphat-Anreicherung ist hier häufig. Schon im Tremadoc fing die Ablagerung kalkiger, zunächst glaukonitreicher Arthropodenschlicke an. Die Ablagerung dieser Sedimente erfolgte durchschnittlich mit bis 1 mm/1000 J., die der nicht-kalkigen Anteile um eine Zehnerpotenz langsamer. Häufige, stratigra phisch unbedeutende Sedimentationsunterbrechungen sind mit der Lithifizierung der Kalkbänke und Anreicherung verschiedener, eisenhaltiger Minerale verknüpft. Die Sedimentationsgeschwindigkeit der kalkigen und tonigen Komponenten nahm im jüngeren Mittelordovizium allmählich zu. Es treten im Caradoc isolierte Riffhügel mit Kalkalgen und reicher Fauna auf. Diese Tendenz bestand noch im Oberordovizium. Die weite Verbreitung von graptolithenführenden Schiefern und Mergeln im Llandovery deutet wohl auf eine Umkehr der Steigungstendenz. Vom jüngeren Llandovery ab dominieren neritische Sedimente. Auf Gotland lagern sich Mergel und Bioklastika mit koloniebildenden Benthonten und Kalkalgen ab. Im Ludlow fängt die Regression an. Sandsteine kommen gegen Ende des Zyklus besonders reichlich vor.

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The Cambro-Silurian of the Baltic Shield was deposited during a transgressiveregressive cycle that lasted for about 175 m.y. The Lower Cambrian rests unconformably on strongly denuded Precambrian. Its lower and main part consists of up to 200 m thick quartzitic sandstone with evidence of littoral and neritic environments. Slowing deposition led to the formation of thin, more or less calcareous shales with trilobites. In the Middle Cambrian a black shale facies spread from the W. Glauconite and phosphorite occur at intervals of condensed sedimentation. There are a few thin layers of bedded limestone. The extensive Upper Cambrian of the Baltic Shield proper has a maximum thickness of about 16 m. It consists exclusively of black, bituminous shale with large spheroids of black limestone. Clay minerals may be subordinate, pyrite and organic C occur abundantly, and some levels are enriched in U and V as trace elements. The fauna may be extremely rich in individuals. However, it may be formed entirely of one or two species of olenid trilobites. There is no bioturbation. Condensation and subsolution occur at some levels. The Lower Ordovician may begin with alum shale. In some areas thin clastics are interspersed, without clear evidence of a regression. Enrichment with sulphides and phosphorite commonly occurs. The rate of sedimentation was further reduced. Calcareous arthropod oozes accumulated from the late Tremadocian to the early Caradocian at an average rate below 1 mm/1000 years. The noncalcareous components were deposited about ten times slower. Ferrugineous minerals (glauconite, hematite, chamosite, pyrite, etc.) were deposited as granules, pellets, and crusts. Subsolution and early litruncation occurred frequently. The fauna is commonly sparse in sessile benthos; much of it seems to have been pelagic. In the Middle and Upper Ordovician sedimentation speeded up somewhat. In the beds corresponding to the Caradocian and Ashgillian of the British sequence there are two generations of reef limestones in which algae are involved. These are taken as evidence of a general shallowing trend with oscillations of the sea-level. Locally, temporary emergence took place at the end of the Ordovician. The Llandoverian graptolite shales indicate renewed subsidence. The varied, calcareous neritic facies starting in the Upper Llandoverian indicates the full compensation of a considerable subsidence by sedimentation. Sessile benthos and calcareous algae were abundant during this stage, which lasted till near the end of the Silurian. The cycle ended with general regression accompanied by the formation of semi-continental sandstones.

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Résumé La succession cambro-silurienne du Boucher Baltique fut déposée pendant un grand-cycle transgressif-regressif. Le cambrien inférieur consiste principalement en quartzites littoraux et néritiques. Dans le cambrien moyen un facies de schistes noirs se répand progressivement de l'Ouest. A certains horizons, la sédimentation condensée, accompagnée de glauconie et de phosphorite, représente des étages entiers. Il y a aussi de minces horizons de calcaire lité, à traces de subsolution. Le cambrien supérieur (0–16m) consiste exclusivement en schistes noirs, enrichis en pyrite et C organique. U et V sont les plus notables parmi les éléments mineurs. Il y a de très fréquents sphéroÏdes de calcaire bitumineux. La faune, excessivement riche en individus (fonction plutÔt de l'extréme lenteur de toute sédimentation abiogène), est d'autant plus spécialisée et pauvre en espèces. La distribution de ce facies monotone est vaste. L'ordovicien inférieur peut commencer avec le mÊme facies schisteux. Il comporte à sa base des horizons fortement enrichis en pyrite et phosphorite. La sédimentation des vases carbonatiques à arthropodes a commencé déjà dans le trémadocien. Ces sédiments sont fréquemment glauconieux. D'autres minéraux ferrugineux charactérisent différents niveaux de ces dépÔts. La vitesse de sédimentation des vases à arthropodes a été très lente: moins de 1 mm/1000 ans en moyenne pour les composants carbonatiques, moins encore pour les abiogènes. Le plus souvent, les couches sont séparées par de surfaces de discontinuité, formées par la dissolution sous-marine de carbonate. L'ordovicien moyen et supérieur présentent une sédimentation peu à peu accélérée. Dans le caradocien et l'ashgillien il y a deux générations de récifs à polypiers et algues. Les dépÔts llandovériens — schistes pélagiques à graptolites — indiquent le renouvellement de la tendance subsidente. Dès le llandovérien supérieur il s'y installe un facies néritique, marno-calcaire, à faune abondante et variée. Vers le fin du silurien le Bouclier Baltique fut mis à sec. Des dépÔts sableux marquent la fin du grand-cycle.

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- . — 200 — . , , . , , . — 0 16 — , , , , . . , , , . . , . , . 1 /1000 , — . , . . . . , , . . , . . .

     

Geochemical characteristics of Archaean and Late Proterozoic to Palaeozoic fine-grained sediments from Southern Africa and significance for the evolution of the continental crust

Chemical data for pelitic rocks (shallow-marine platform sediments) of the 2.9 Ga old Pongola Supergroup, South Africa, and the 550–700 Ma old Nama Group, Namibia, revealed clearly different compositions in both groups. A comparison of the Pongola and Nama data with literature values for sedimentary rocks shows a trend for Cr/TiO₂ and Cr/Zn ratios as well as the absolute Cr and Ni concentrations to lower values with decreasing age, whereas the Cr/Ni ratios seem to remain broadly constant through time. REE patterns of Pongola and Nama sediments show no significant difference, thus giving the impression of a post-Archaean origin for the demonstrably Archaean Pongola sediments. However, a plot of the trace element data for these sediments, normalized to the average shale of TuRekian &Wedepohl (1961) shows the Pongola shales to have a clear Archaean pattern whereas the Nama pelites display a typical post-Archaean signature. The results of this investigation confirm a model of rapid evolution of the Earth's upper continental crust from a predominantly mafic composition in the early Archaean to a more felsic character with increasing differentiation. The geochemistry of post-Archaean sediments may reflect the onset of cannibalistic recycling of older crust as proposed byVeizer (1973) and the end of major crustal growth.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden zwei Plattformsedimente (marine Flachwasserablagerungen) verschiedenen Alters (Pongola 2.9 Mrd. Jahre, Südafrika, Nama 550–700 Mio. Jahre, Südwest Afrika/Namibia) chemisch analysiert und miteinander verglichen. Analysen der Tonmineralfraktion sollten zusätzliche Informationen bereitstellen.Die Pelite der Pongola und Nama Gruppen lassen sich statistisch und nach geochemischen Parametern in Cluster unterteilen. Diese Cluster unterscheiden sich nur gering auf Grund ihrer Hauptelementanalysen, die Spurenelemente hingegen weisen einen altersabhängigen Trend auf. Ganz deutlich kommt dies bei den Cr-Werten zum Ausdruck. Von 545 ppm in dem ersten Cluster der ältesten Gesteine fällt er auf etwa 55 ppm in dem zweiten Nama Cluster der jüngsten Gesteine ab. Um die Entwicklungstendenzen darstellen zu können, wurden X/Y-Diagramme erstellt. Es stellte sich heraus, daß für Proben aus dem südlichen Afrika der Chromgehalt mit jünger werdendem Alter abnimmt. Zn und Ni zeigen deutlich, wie sehr diese Elementkonzentrationen in Sedimenten durch einen langen Transportweg und eine intensive Aufarbeitung beeinflußt werden können. Ein Vergleich der Pongola und Nama Daten läßt den Schluß zu, daß die Seltenen Erden nicht unbedingt zur Unterscheidung archaischer von post-archaischen Sedimente geeignet sind.Die Abnahme der Cr/TiO₂- und der Cr/Zn-Verhältnisse sowei der absoluten Cr- und Ni-Konzentrationen mit abnehmendem geologischen Alter der Sedimente deuten auf eine rasche Entwicklung (von ca. 3.3 Mrd. J. bis ca. 2.3 Mrd. J.) von einer zunächst vorwiegend mafischen oberen Erdkruste zu einer zunehmend felsischen (d. h. stärker differenzierten) Kruste hin. Die relativ geringen Veränderungen in späterer Zeit (d. h. < 2.3 Mrd. J.) lassen auf den Beginn einer Aufarbeitung schon vorhandener Sedimente (recycling) und eine nur untergeordnete Bildung neuer kontinentaler Erdkruste schließen.

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Résumé L'objet de ce travail est de comparer les compositions chimiques de la fraction pélitique (< 2) dans des sédiments de plate-forme, déposés en mer peu profonde, et appartenant respectivement au supergroupe de Pongola (± 2.9 G.a., Afrique du S) et au groupe de Nama (550–700 M.a., Namibie).Cette comparaison, menée par la méthode statistique des «clusters analysis», ne révèle pas de différence entre les deux groupes, en ce qui concerne les éléments majeurs. Pour les éléments en traces, par contre, on constate avec l'âge décroissant des roches une diminution des rapports Cr/TiO₂, Cr/Zn ainsi que des teneurs en Cr et en Ni, tandis que le rapport Cr/Ni reste sensiblement constant.Les distributions des terres rares des deux groupes ne présentent pas de différence significative, donnant l'impression d'un âge post-archéen pour les sédiments du groupe de Pongola (2.9 G.a.). Toutefois, le report de données des éléments en traces, normalisées par rapport au shale moyen deTurekian etWedepohl (1961) montre nettement des distributions archéennes pour le groupe de Pongola et post-archéennes pour le groupe de Nama.Ces investigations confirment le modèle d'une évolution rapide de la croûte continentale supérieure depuis une composition mafique à l'Archéen ancien (3.3 G.a.) vers un caractère plus felsique, c'est-à-dire plus différencié vers 2.3 G.a., le peu de changement au cours des périodes ultérieures (< 2.3 G.a.) indiquant un recyclage continuel des mêmes matériaux sans intervention notable d'un accroissement de la croûte continentale.

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( 2,9 , — 550–700 ), , . , , . , . . 545 55 . , , . . , - . , ( 3,3 2.3 ) , . . . . . 2.3 , , . . recycling, .

     

Die Oberkreide-Paleozän Transgression Im östlichen Fezzan

Zusammenfassung Die den Südwestrand des Syrtebeckens aufbauende und im östlichen Fezzan auskeilende Schichtfolge wird im Detail untersucht, untergliedert und mit den Standardprofilen nördlich des Djebel Soda korreliert. Ihre älteste Einheit sind die Ben Afen Schichten, das laterale fazielle Äquivalent des unteren Tax Mergels, der ins Maastricht gestellt wird. Darüber folgen die verschiedenen Stufen des Paleozäns, zuunterst der Dor el Gani Mergel, der als das laterale Äquivalent des oberen Tar Mergels definiert werden kann. Er wird vom Had Kalkstein bzw. seinem lateralen faziellen Äquivalent, dem Scedida Dolomit, abgedeckt. Höher folgt der Bu Ras Mergel, der nach Süden in den Dor el Msid Tonstein übergeht. Er wird von den Operculinoides Schichten, einer kalkig-mergeligen Stufe, überlagert. Sie sind das fazielle Äquivalent des Gelta Kreidekalksteins, und des Operculina Kalksteins. Der Kheir Mergel leitet zum Untereozän über, dessen Unterkante durch die Flosculina Leitbank definiert ist.Es wird profilmäßig dargestellt, wie diese einzelnen Stufen sich im Verlauf der Oberkreide-Paleozän-Transgression faziell verändern und schließlich auskeilen. Von der untersuchten Sedimentserie greifen die Operculinoides Schichten am weitesten nach Süden, nämlich bis auf die Serir Tibesti vor. Schließlich konnten für die untersuchte Sedimentfolge Sedimentationszyklen aufgestellt werden. Ein kurzer Abschnitt behandelt die Oberkreide-Paleozän-Grenze.

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A detailed study is made on the sequence of strata forming the southwest flank of the Sirte basin and wedging out in the eastern Fezzan. The sequence is subdivided and correlated with the type sections north of Djebel Soda. The oldest unit is the Ben Afen member, the lateral facies equivalent of the lower Tar marl which is placed into the Maestrichtian. Above this follow the different Paleocene units, beginning with the Dor el Gani marl, which may be interpreted as the lateral equivalent of the upper Tar marl. The Dor el Gani marl is covered by the Had limestone respectively by its lateral facies equivalent, the Scedida dolomite. Above follows the Bu Ras marl passing to the south into the Dor el Msid shale, which is overlain by Operculinoides strata, a calcareous-marly unit. The Operculinoides strata are the facies equivalent of the Gelta chalk and of the Operculina limestone. The Kheir marl forms the transition zone to the lower Eocene the bottom of which is marked by the Flosculina key bed.The facies changes of the different units along the Upper Cretaceous-Paleocene transgression as well as their wedging out is demonstrated by section correlation. The Operculinoides strata reach as far south as the Serir Tibesti, being the southernmost of all the investigated sediments. Finally, it was possible to establish sedimentation cycles for the investigated strata. A brief chapter deals with the Upper Cretaceous-Paleocene boundary.

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Résumé Une étude détaillée est faite des dépôts sédimentaires qui forment la bordure sud-ouest du bassin de Syrte et qui s'arrêtent à l'Est du Fezzan. Il y a subdivision et corrélation avec les coupes types au Nord du Djebel Soda. La série la plus ancienne est la formation de Ben Afen, l'équivalent latéral du faciès de la marne de Tar inférieure que l'on attribue au Maestrichtien. Au-dessus se succèdent les différents étages du Paléocène, tout en bas la marne de Dor el Gani qui peut être définie comme l'équivalent latéral de la marne de Tar supérieure. Ensuite on trouve le calcaire de Had ou bien son équivalent latéral du faciès, la dolomie de Scedida. Plus haut, la marne du Bu Ras qui se transforme, vers le Sud, en argilite de Dor el Msid. Celle-ci est cachée par les couches à Operculinoides, étage calcareux-marneux. Ces couches sont l'équivalent du faciès de la craie de Gelta et du calcaire à Operculina. La marne de Kheir indique le passage à l'Eocène inférieure dont la base est définie par le lit à Flosculina.Le changement du faciès de ces différents étages au cours de la transgression Crétacé supérieur — Paléocène et leur biseautage est démontré par des coupes. De tous les dépôts étudies, ce sont les couches à Operculinoides qui s'étendent le plus loin au Sud, jusqu'à la Serir Tibesti. Finalement, il était possible d'établir des cycles de sédimentation pour les dépôts étudiés. Un bref chapitre traite de la bordure Crétacé supérieur — Paléocène.

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Evolution of the first generation folds in a marble unit (Damara Orogenic Belt,Nambia)

An exhaustive field study of complex minor fold structures has been directed at a better understanding of the individual fold-like features of a complex structure, to gain insight into their development and into the evolution of the major folds. It has been found conceivable and in practice, enlightening to explain complexity by the retention of geometrical features from an earlier stage of deformation within the same folding phase. Irregularities in fold and layer geometry were, whenever possible, interpreted as intact or modified relicts from such an earlier stage. Results of experimental work on fold development have been used as an aid in interpretation.Several stages of deformation have shaped the major F₁ folds and the sum of those stages is the F₁ folding phase. The stages are the expression of successive deformation mechanisms. A first stage (F_1A) of layer-parallel shortening by end-loading has generated small-scale (cm-dm sized) structures exclusively. The latter formed as a result of buckling of paired or single interfaces and there is evidence for modification of their geometry by fluid phase migration towards the fold extrados. During the second stage (F_1B) the marble unit was deformed into major buckle folds and tangentional longitudinal strains existed in the closures, so that in closure extrados F_1A wave trains were extended. In closure intrados, harmonic folding on a scale between one and several tens of metres took place. The third stage of fold development (F_1B at the intrados, F_1C at the extrados) was characterized by harmonic folding on the same scale as before, throughout the marble unit. The fourth stage (F_1C at the intrados, F_1D at the extrados) was one of flattening of previous structures and folding processes were of minor importance.Initially symmetric F_1A fold structures were redeformed into asymmetric parasitic folds on the limbs of the subsequent larger-scaled harmonic folds.The presence of the small-scale F_1A fold structures and F_1A wave trains before the onset of folding on a larger scale and the fact that they formed markers perpendicular to the layering or the enveloping surface of a wave train simplified the analysis of later structures. The importance of reversed deformation (extension or unfolding) of F_1A wave trains is stressed and instances of recompressed wave trains, buckled for a second time but with a larger wavelength than before, are described. Moreover, the existence of repeatedly extended and compressed wave trains can be demonstrated.

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Zusammenfassung In einer Folge von dolomithaltigen Marmoren mit zwischengelagerten Kalksilikatschichten sind komplizierte Faltenstrukturen von einer Größenordnung im dm—m Bereich auf ihre Bildungsweise hin untersucht worden. Obwohl diese Strukturen koaxial umgefalteten Falten gleichen, stellte sich schon zu Beginn der Analyse heraus, daß ihre Entwicklung unmittelbar mit der ersten regionalen Faltungsphase (F₁) verbunden war. Sie können demnach nicht als Interferenzstrukturen im üblichen Sinne betrachtet werden. Die Voraussetzung, daß eine Folge verschiedenartiger Verformungen ihre Bildung zugrunde liegen würde, hat sich als unumgänglich erwiesen. Jede von diesen Verformungen hätte spezifische geometrische Eigenschaften der Strukturen erzeugt, die zumindest in günstigen Fällen in mehr oder weniger veränderter Form auch nach späterer Verformung noch zu erkennen wären. Diese Annahme ermöglichte die Deutung der komplizierten Strukturen als ein Endergebnis progressiver Deformation mittels unterschiedlicher Verformungsmechanismen.An Hand dieser Faltenstrukturen wurde die Entwicklungsgeschichte der F₁ Großfalten (km-Bereich) erforscht und es ergab sich daraus, daß diese in mehrere Stadien unterteilt werden kann. Das Anfangsstadium F_1A, war eine schichtparallele Verkürzung, die jede Schicht einzeln deformierte und zur Bildung von kleinmaßstäblichen (dm-Bereich) Stauchfalten Anlaß gab. Erst danach wurden die künftigen Großfalten angelegt, die im ersten Teil ihrer Entwicklung eine neutrale Fläche besaßen, an deren Außenseite die F_1A Falten gedehnt wurden (F_1B Stadium, Faltenaußenseite), während an der Innenseite eine neue Faltengeneration mit Amplituden im m- bis dekameter-Bereich gebildet wurde (F_1B Stadium, Falteninnenseite). Hier fing während der Entwicklung der F_1B Falten auch die Deformation der ursprünglich symmetrischen F_1A Falten an, die zu asymmetrischen und auf die F_1B Falten parasitischen Falten umgebildet wurden.Die neutrale Fläche verschob sich zur Außenseite der Großfalte hin und die F_1B Faltung an der Innenseite erfaßte dann auch die Außenseite, wobei die gedehnten Schichten wieder verkürzt und gefaltet wurden (F_1C Stadium, Faltenaußenseite). Am Ende bestimmte erneute Plättung (F_1D an der Faltenaußenseite, F_1C an der Falteninnenseite) die endgültige geometrische Form der Großfalten. Dabei bildete sich auch eine zweite Generation kleinmaßstäblicher Stauchfalten in denjenigen Faltenschenkeln, die in einem großen Winkel zur Plättungsebene lagen.Die Dehnung der F_1A Falten, wenn diese eine Lage in kleinem Winkel zu der Plättungsebene einnehmen, manifestiert sich vielfach durch entfaltete Falten. Im Vergleich zu gewöhnlichen Falten ist die kennzeichnende Eigenschaft solcher Strukturen ein zu großer Winkel zwischen den Faltenschenkeln. Dieser nämlich ist größer als der Winkel zwischen den Tangenten an der Schichtung in der Umbiegung, gemessen wo letzterer mit den Faltenschenkeln verbunden ist.

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Résumé Des structures complexes à petite échelle (décimétrique à métrique) composées de plis et plis modifiés ont été étudiées sur le terrain dans l'orogène Damara (Namibie) où elles se trouvent dans une série de marbres dolomitiques avec de minces intercalations à silicates calcaires. Quoique ces structures ressemblent à des plis coaxialement repliés, leur développement se termine avec la cessation de la première phase de plissement régional (F₁). Elles ne sont donc point des structures d'interférence au sens usuel.Toutefois, à cause de cette ressemblance et afin de pouvoir présenter une modèle expliquant leur évolution, on a supposé qu'une suite de déformations était à l'origine de ces structures. Chacune de ces déformations se manifesterait par certaines propriétés géométriques, qui, du moins dans les cas favorables, pourraient Être encore reconnues sous leur forme plus au moins modifée après déformations postérieurs. Cette hypothèse permit d'interpréter les structures complexes comme le résultat final d'une déformation progressive par des méchanismes divers.Il a paru intéressant d'analyser l'évolution des plis à grande échelle F₁ (niveau kilométrique) à partir de ces structures. On peut en déduire que l'évolution des plis d'âge F₁ se subdivise en plusieurs sous-phases. La première sous-phase est un raccourcissement parallèle à la stratification de toute la série. Les couches se plient par flexion indépendemment l'une de l'autre, ce qui donne naissance à des plis à petite échelle désignés F_1A. Dans l'analyse des sous-phases suivantes, ceux-ci ont été utilisés comme marqueurs, car les plans axiaux et la schistosité S_1A font un angle droit avec le plan d'enveloppement de la couche plissée. A partir de la sous-phase suivante les plis à grande échelle commencent à se développer. Ils possèdent une surface neutre séparant l'extrados de l'intrados. Aux extrados, les plis F_1A sont étirés (sous-phase F_1B à l'extrados) tandis qu'aux intrados une nouvelle génération de plis au niveau scalaire métrique à décamétrique prend naissance, rédéformant les plis F_1A. Initialement symétriques, ceuxci deviennent asymétriques et parasitiques sur les flancs des plis F_1B nouvellement formés.Ensuite, la surface neutre se déplace vers l'extérieur et les plis de la sous-phase F_1B à l'intrados affectent aussi l'extrados (sous-phase F_1C à l'extrados). Finalement, les plis à grande échelle acquièrent leur géométrie définitive par une phase d'aplatissement (sous-phase F_1D à l'extrados, F_1C à l'intrados). D'où une deuxiéme génération de plis à petite échelle, surimposés aux plis F_1A, dans les flancs ayant une orientation propice à rédéformation et appartenant aux plis F_1B (intrados) et F_1C (extrados).L'étirement des plis F_1A dans l'extrados pendant la sous-phase F_1B, qu'on trouve aussi dans les flancs des plis F_1B (intrados) et F_1C (extrados) quand ils deviennent assez aigus, peut se réaliser par un déplissement. Celui-ci se manifeste par des plis où l'angle contenu entre les flancs est plus large que l'angle mesuré à la charnière, là où la dernière est raccordée aux flancs.

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. . , - . , , (F₁). . . , . , , . - , , . , . F₁ ( ); , . F_1A , , — . . , , F_1A ( F_1B, ), , . ( F_1B, ). F_1B F_1A, , F_1B parasitische Falten. ; F_1B , ( F_1C, ). (_1D f_1c ) . , , F_1A , . . , .

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Published under Copyright Authority 6538 of 11 December 1979 of the Government Printer of the Republic of South Africa.     

Die Trias Australiens,ihre tektonische Stellung und wirtschaftliche Bedeutung

Zusammenfassung Die Triasablagerungen Australiens wurden primär von zwei tektonischen Ereignissen beeinflußt: Von der permo-triadischen Hunter-Bowen-Orogenese am Ostrande des Kontinents und von Riftbewegungen, welche den Westrand des Festlandes erfaßten. Syneklisen entwickelten sich unmittelbar westlich der Orogenzone.Die Sedimente der Orogenzone wurden in Rand- und Vortiefen abgelagert, und umfassen meist untere und mittlere Trias. Es sind überwiegend fluviatile Ablagerungen, an deren Basis Rotsedimente auftreten. Kohleführende Schichten sind vom Ladin ab häufig. Auch Vulkanite sind weit verbreitet. Die Syneklisen zeigen eine ähnliche Tendenz, doch kamen in den westlichen Becken nur obertriadische Schichten zur Ablagerung.Am Westrand Australiens erstrecken sich die Triasvorkommen über die gesamte Küstenregion, vom Perth Becken bis zum Bonaparte Gulf. Ihr Auftreten ist an Gräben und Halbgräben gebunden, welche das im Perm eingeleitete Aufbrechen Gondwanas verstärkt fortsetzen.Die Sedimentation wird hier durch eine im frühen Skyth vom Norden vordringende Transgression eingeleitet. Im Anis einsetzende Regression führt zu paralischen Ablagerungsbedingungen, welche mehr oder minder für den Rest der Trias herrschten.Die geologischen Abläufe während der Trias haben zur Bildung von wichtigen Lagerstätten beigetragen. Tektogene Vorgänge der frühen Trias sind für die Bildung von Erzlagerstätten (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) entlang der Ostküste verantwortlich. Bei weitem die wichtigste Rolle kommt der Trias Australiens jedoch in der Bereitstellung fossiler Energiequellen zu. Bauwürdige triadische Kohlevorkommen finden sich in Tasmanien, Queensland und Südaustralien. Erdgaslagerstätten gigantischer Dimensionen sind im Dampier Becken am Nordwest-Schelf nachgewiesen, doch liefert die Trias wichtige Kohlenwasserstofflagerstätten auch in Queensland und in Südaustralien.

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Triassic deposition in Australia was controlled primarily by two tectonic events: The eastern margin of the continent was affected by the Permo-Triassic Hunter-Bowen-Orogeny, whereas rift movements were experienced along the west coast of Australia. Syneclises developed adjacent to the orogenic belt.Within the orogenic belt the sediments were laid down in foredeeps and intramontane grabens. They generally comprise the lower and middle Triassic and are composed dominantly of fluviatile deposits. Red beds occure in the lower parts of the sequences. From the Ladinian onwards coal measures developed. Volcanics are widely distributed in some of the northern basins. Similar depositional trends existed in the syneclises, but only upper Triassic strata were laid down along their western limit.On the western margin of Australia Triassic deposits extend along the entire coastal region from the Perth Basin to the Bonaparte Gulf. The Sediments were laid down in a complex taphrogen system which continued the distensional development, initiated in the Permian. Deposition began with a marine transgression which advanced from the north in the early Skythian. In the Anisian regression commenced and led to paralic environments which remained more or less dominant for the rest of the Triassic.Geologic events of the Triassic led to the formation of important economic deposits. Tectogenesis is thought to be responsible for development of some mineral deposits along the east coast. By far the most important role play various fossil fuel deposits contained within Triassic strata. Economic coal deposits of Triassic age accure in Tasmania, Queensland and South Australia. Giant gas fields have been discovered within Triassic sandstones of the offshore Dampier Basin of the Northwest Shelf. Other important hydrocarbon deposits have been found in the Triassic of Queensland and South Australia.

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Résumé Les dépôts triasiques de l'Australie ont été influencés initialement par deux évènments tectoniques: l'orogenèse permotriasique de Hunter-Bowen sur le bord oriental du continent, et des mouvements suivant des fractures affectant la bordure ouest du continent. Des synéclises se sont développées immédiatement à l'ouest de la zone orogénique. — Les sédiments de la zone orogénique se sont déposés dans des zones de bordure et avantfosses, le plus souvent du Trias inférieur et moyen. Ce sont surtout des sédiments fluviatiles avec des sédiments rouges à la base. Les formations houillères sont fréquentes au commencement du Ladinien. Les volcanites sont largement répandues. Les synéclises montrent une tendance analogue; pourtant dans les bassins de l'ouest, seuls des sédiments du Trias supérieur se sont déposés. — Sur la bordure occidentale de l'Australie les occurrences triasiques se sont étendues sur toute la région côtière du bassin de Perth au golfe de Bonaparte. Leur présence est liée à des fossés et demi-fossés qui accentuent le Gondwana qui a débuté au Permien. — La sédimentation a débuté par une transgression qui vient du Nord, au début du Skythien. La régression qui a commencé à l'Anisien a conduit à des conditions sédimentaires paraliques, qui ont plus ou moins pedduré pendant le reste du Trias. — Les apports géologiques pendants le Trias ont contribué à la formation de gisements importants. Des mécanismes tectoniques du Trias inférieur sont responsables de la formation de gisements de minerais (Au, Ag, Pb, Zn, Cu et Sn) le long de la côte de l'Est. Le rôle de loin le plus important du Trias australien est sa contribution aux sources énergétiques fossiles. Des formations houillères triasiques exploitables se trouvent en Tasmanie, au Queensland et au South Australia. Des gisements de gaz naturel de dimensions «gigantesques» sont pouvées dans le bassin de Dampier, au nord-est du plateau continental; en outre le Trias fournit aussi des formations hydrocarburées importantes au Queensland et au South Australia.

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: - Hunter-Bowen'a , . . , . , . . . , . . , , . . , . . (Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Sn) . . , , — Dampier - , — .

     

Chronometric calibration of a comparative time scale for the mesozoic and paleozoic

The relationship between radiometric and biostratigraphic ages is analyzed by local empirical methods and illustrated in chronograms for the mesozoic and paleozoic stages. The chronograms allow estimates for stage boundaries and their errors. Consequently, the ages for epoch boundaries and their errors are discussed which, for several reasons, may not be identical with the age and error of the oldest stage of an epoch.The analysis results in a comparative time scale which could be a compromise between the time scales currently under discussion. A specific feature of the derived time scale is its rather strong cyclicity with periods around 74 (73±1) ma.

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Zusammenfassung Alter und Fehlergrenzen für mesozoische und paläozoische Stufengrenzen werden mittels einer lokalen empirischen Schätzmethode neu berechnet. Daraus ergeben sich Schätzungen für die Alter und Fehler der Epochengrenzen, die aus verschiedenen Gründen nicht mit denen derältesten Stufe einer Epoche zusammenfallen.Die Auswertung der Chronogramme führt zu einer vergleichenden Zeitskala, die im wesentlichen einen Kompromi\ zwischen den gegenwärtig gängigen Zeitskalen darstellt. Bemerkenswert ist, da\ die Zeitskala ein hohes Ma\ an Zyklizität aufweist, wobei sich Perioden von 74 (73±1) ma ergeben.

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Résumé Les relations entre les âges radiométriques et les âges biostratigraphiques sont analysées par des méthodes locales et empiriques. Elles sont présentées dans des chronogrammes se référant aux étages du MésozoÏque et du PaléozoÏque. Ces chronogrammes permettent d'estimer les limites d'étages et les erreurs de cette estimation. Les âges des limites de systèmes et leurs erreurs sont discutés en conséquence. Pour diverses raisons ils ne sont pas identiques à ceux de l'étage le plus ancien d'un système.L'analyse des chronogrammes aboutit à une échelle de temps comparative qui représente un compromis entre les échelles de temps couramment discutées. Une propriété remarquable de cette échelle est de faire apparaÎtre une cyclicité dont la période est de 74 (73±1) Ma.

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- . , . , . , 74 (73 ± 1) .

     

Mass,Ablauf und Ursachen orogener Einengung am Beispiel des Rheinischen Schiefergebirges,Ruhrkarbons und Harzes

Zusammenfassung Ausgehend von einer Bilanz der effektiv erzielten Einengungsbeträge bei Gebirgsbildungsvorgängen — dargelegt am Beispiel wichtiger Teilstücke des Varistischen Gebirges in Mitteleuropa — wird der Frage nach dem Ablauf dieser Krusteneinengung und ihren Ursachen nachgegangen. Für das Ruhrgebiet im Bereich der Abb. 1 ist eine Verkürzung um 9 km auf heute 50 km quer zum Streichen, für das Rheinische Schiefergebirge im Querprofil Wiesbaden-Mülheim eine solche um 130 km auf heute 180 km anzunehmen. Für den Harz ergeben sich vergleichbare Werte.Dieser gewaltige Einengungsbetrag kann nicht in einer oder wenigen kurzfristigen tektonischen Phasen erreicht worden sein, sondern setzt langfristige Einengungsvorgänge in der Erdkruste voraus, die über große Zeiträume des Karbons, ja wohl auch schon des Oberdevons andauern. Entgegen der Auffassung, daß sich im Laufe der Entwicklung des Varistischen Gebirges und seiner Vorgeschichte Zeiten ruhiger epirogener Trogabsenkung und Geosynklinalfüllung mit kurzfristigen Akten gleichsam ruckartiger Faltung abwechseln, läßt die fazielle Analyse eher darauf schließen, daß Absenkung und Sedimentation der Saumsenke und Einengung des werdenden Gebirges mindestens seit dem Dinant III alpha zeitlich nebeneinander hergehen. Dabei rückt der Faltungsbereich im langfristigen Mittelwert jährlich um einige (etwa 1–3 mm) nach außen, in Richtung auf das Vorland vor. Als Ursache dieser Bewegungen kommt wohl nur langsames, aber nahezu stetiges Strömen des subkrustalen Substrates in Betracht, dem die Erdkruste passiv ausgesetzt ist.

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Starting with the ascertainment of effective balance of shortening resulting on account of compression during the orogeny, with examples quoted for the important parts of Hercynian Orogen (Varistisches Gebirge) in Middle Europe, the question of the shortening of the crust, its causes and effects were investigated. In Ruhr area (Ruhrgebiet) shown in fig. 1 an amount of shortening of 9 km to 50 km today is ascertained in a direction perpendicular to the strike direction of the structure. For the Rheinisches Schiefergebirge the amount of shortening in a cross-section from Wiesbaden to Mulheim/Ruhr (Germany) is estimated 130 km today to 180 km. Such a huge amount of shortening due to compression in one or a few short-termed tectonic phases is not possible, but it is rather due to a long continous compression in the Earsts Crust. This may have lasted for a long time; from the Carboniferous periods or may be from the time of Upper Devonian. In contrary to the opinion that during the time of Hercynian Orogeny and its prehistory, a calm epeirogenic subsidence and sedimentation in the geosyncline with minor disturbances due to diastrophism took place, the analysis of the facies early shows that subsidence and sedimentation in the foredeep (Saumsenke) and shortening in the growing orogen took place at least till Dinantian III alpha simultaneously. It is further noticeable that the region of diastrophism advances in a long-termed medium range with an yearly average of (1–3 mm) outwards in the direction of foreland. The possible considerable causes of these movements may be only due to the slow but continous streaming of the subcrustel substratum to which the Earths Crust reacts passively.

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Résumé Partant de valeurs du rétrécissement effectivement reconnues lors des processus de formation des chaînes montagneuses — par exemple dans des portions importantes de la chaîne varisque en Europe Centrale — l'auteur s'interroge sur le déroulement de ce raccourcissement de l'écorce et sur ses causes. On peut admettre un raccourcissement transversal de 9 Km sur les 50 Km actuellement mesurés pour la région de la Ruhr dans les limites du tableau 1, et de 130 Km pour le massif schisteux rhénan suivant le profil Wiesbaden-Mülheim dont la longueur actuelle est de 180 Km. Pour le Harz les valeurs obtenues sont comparables.Ce rétrécissement important n'a pu être atteint au cours d'une seule ou de quelques phases tectoniques de faible durée; il suppose par contre des processus de rétrécissement de longue durée dans l'écorce terrestre et qui persistent pendant de longues périodes au Carbonifère et même déjà au Dévonien supérieur. Contrairement à l'idée qu'au cours de l'évolution de la chaîne hercynienne et lors de son histoire antérieure, des périodes calmes de subsidence épirogénique et de remplissage géosynclinal alternent avec de brèves interventions à plissement saccadé, l'analyse des facies permet plutôt de conclure que affaissement et sédimentation dans la fosse limitrophe et rétrécissement dans la chaîne naissante s'effectuent simultanément tout au moins dès le Dinantien III alpha. Le domaine de plissement se propage donc vers l'extérieur en direction de l'avantpays, à la moyenne annuelle de quelques mm (1 à 3) calculée pour une longue période. Quant à la cause de ces mouvements, on en vient à penser à un courant du fond infracrustal, lent mais sensiblement constant, auquel l'écorce est passivement exposée.

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Herrn Prof. Dr. Dr. h. c.Erich Bederke zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Palygorskite in sediments: Detrital,diagenetic or neoformed — A critical review

The origin of palygorskite in sediments is critically reviewed. In sediments, palygorskite may be detrital, diagenetic (formed by the transformation of a precursor mineral) or neoformed (formed by precipitation from solution).The most reliable information on palygorskite has been obtained from hydrothermal alteration products of igneous rocks, where palygorskite forms pseudomorphically, and from soils and paleosols, where palygorskite precipitates from solution. Palygorskite formation is also described from alkaline paleolake sediments. From these occurrences requirements for palygorskite formation could be specified: Alkaline pH, high Si and Mg and low Al activities.A detrital origin for palygorskite in marine sediments is proposed when it is associated with other clay minerals of accepted detrital origin, when a direct relation to continental deposits of the mineral exists and when conditions for its detrital accumulation appear favourable. In the Mediterranean, East Atlantic, North-Western Indian Ocean and Gulf of Aden large palygorskite occurrences are detrital. The formation of palygorskite in marine sediments occurred whenever the geochemical requirements were met, in following situations: (a) — near sites of hydrothermal activity; (b) — in peri-marine, shallow water environments, adjacent to landmasses undergoing intensive desilication by weathering: (c) — in response to fluctuations in ocean water temperature that affected solubility levels of limiting chemicals, such as Si. Various considerations of published field and laboratory data appear to favour a formation of palygorskite by neoformation rather than by diagenesis.

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Zusammenfassung Palygorskit kann in Sedimenten detritisch, diagenetisch (aus der Umwandlung vorhandener Minerale) oder neoform (aus Lösung gefällt) vorliegen.Die wichtigsten Informationen über Palygorskit stammen aus hydrothermalen Umwandlungsprodukten magmatischer Gesteine, wo Palygorskit Pseudomorphosen bildet. In Böden und Paläoböden wird Palygorskit direkt aus Lösungen gefällt. Er wird auch aus alkalischen See-Sedimenten beschrieben. Hier kann man folgende Bildungsbedingungen bestimmen: alkalisches Milieu, hohe Si und Mg und niedrige Al Aktivitäten.Der detritische Ursprung in marinen Sedimenten liegt nahe, wenn Palygorskit mit anderen detritischen Tonmineralen vergesellschaftet ist, und eine Beziehung zu terrestrischen Ablagerungen besteht sowie die marinen Sedimentationsbedingungen günstig sind. Im Mittelmeer, im Ost-Atlantik, im nordwestlichen Indischen Ozean und Golf von Aden treten große Palygorskite-Vorkommen detritisch auf.Palygorskit kommt in marinen Sedimenten unter bestimmten geochemischen Bedingungen vor: nahe von Hydrothermen; in Landnähe unter Flachwasser, wobei im Hinterland kräftige sialitische Verwitterung vorherrschen muß; als Folge schwankender Temperaturen des Meereswassers, die den Chemismus bestimmter Elemente wie den des Si beeinflussen. Aus allen bisher bekannten Daten läßt sich ableiten, daß die neomorphe Bildung von Palgorskit am häufigsten zu beobachten ist. Diagenetisch gebildete Palygorskite sind dagegen seltener.

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Résumé L'origine de la palygorskite dans les sédiments fait l'objet d'une revue critique. Dans les sédiments, la palygorskite peut Être détritique, diagénétique (formée par la transformation d'un minéral précurseur) ou de néoformation (formée par précipitation à partir d'une solution).L'information la plus crédible sur la palygorskite est fournieo par les produits d'altération hydothermale des roches ignées, où la palygorskite se forme par pseudomorphose, et par les sols et paléosols, où la palygorskite est précipitée à partir de solutions. La formation de la palygorskite est également décrite à partir de sédiments alcalins paléolacustres. Sur la base de ces occurrences, les conditions pour la formation de la palygorskite peuvent Être définies: pH alcalin, activité forte en Si et Mg, et basse en Al.Une origine détritique pour la palygorskite dans les sédiments marins peut Être proposée lorsqu' elle est associée avec d'autres minéraux argileux dont l'origine détritique est acceptée, quand une relation directe existe avec des dépÔts continentaux renfermant ce minéral, et quand des conditions pour son accumulation détritique apparaissent favorables. Dans la Méditerranée, dans l'Atlantique oriental, dans le nord-ouest de l'Océan Indien et dans le Golfe d'Aden, les grandes occurrences de palygorskite sont détritiques. La formation de palygorskite dans les sédiments marins se présente chaque fois que les conditions géochimiques sont rencontrées, dans les cadres suivants: a) sites proches d'une activité hydrothermale; b) dans des milieux d'eau peu profonde péri-marins, attenant à des masses continentales subissant une désilicatation intense par voie d'altération athmosphérique; c) en réponse à des fluctuations dans la température de l'eau océanique, affectant les niveaux de solubilité de certains éléments chimiques, comme le Si. Des considérations diverses concernant les données de terrain et de laboratoire semblent favoriser pour la palygorskite une formation par néoformation plutÔt que par diagénèse.

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Geosynclinal sedimentation

Summary From the almost limitless field covered by the symposium a few subjects are chosen for emphasis, more especially with the aim of stimulating contact between hard-rock and soft-rock geology. The term geosyncline will be used, not as a synonym for sedimentation basin, but for a grand concept: the origin and development of a large, elongate body of tectonized sediment.Some questions concerning sedimentation in general and sedimentation in ancient geosynclines are reviewed and it is shown that their solution must depend on collaboration between hard-rock and soft-rock geologists, but that experimentalists and other specialists will also have to assist.The Timor Trough and the Persian Gulf are analogous to respectively deep and shallow ancient geosynclinal basins, even though they may not be true examples. Reasons are given for doubting whether geosynclinal prisms ever formed as continental terraces. Some geosynclines cut across a continent and hardly change where they reach its edge to continue along its border, like the Moluccan orogene prolonged in the Java-Sumatra orogene.The average rate of detrital accumulation in geosynclines is estimated at the modest amount of 2.5 cm (zero porosity) per 1000 years. The discharge of sediment from a single major river like the Mississippi would have sufficed volumetrically to supply all Tertiary geosynclines with inorganic matter.In conclusion some experiments are presented showing that the ubiquitous horizontal lamination of turbidites is explicable without current pulsations. Other tests indicate that recent deep-sea sands and flysch sandstones were deposited from currents with a density of about 1.2, and that the maximum original amount of matrix in coarse turbidite graywackes was ten per cent. It has been increased post-depositionally, presumably by pressure-solution at grain contacts.

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Zusammenfassung Aus dem fast grenzenlosen Gebiet dieses Symposiums wurden ein paar Punkte zum Nachdruck herausgegriffen, besonders aber, um den Kontakt zwischen der hard-rock- und der soft-rock-Geologie anzuregen. Der Begriff Geosynklinale wird nicht als Synonym für Sedimentationsbecken, sondern für eine großzügige Konzeption gebraucht: den Ursprang und die Entwicklung eines großen, länglichen Sedimentkomplexes, der durch orogene Beanspruchung überprägt wurde.Einige Fragen hinsichtlich der Sedimentation im allgemeinen und der Sedimentation im alten Geosynklinalen werden aufgegriffen, und es wird gezeigt, daß ihre Lösung von der Zusammenarbeit von hard-rock- und soft-rock-Geologen abhängt, daß aber auch experimentell Arbeitende und andere Spezialisten dabei mitzuwirken haben.Der Timor-Trog und der Persische Golf ähneln einem tiefen bzw. seichten alten geosynklinalen Becken, auch wenn diese Beispiele nicht ganz zutreffen. Gründe werden angeführt für den Zweifel daran, ob Geosynklinale jemals an Kontinentalrändern gebildet haben. Einige Geosynklinalen gehen quer über einen Kontinent und ändern sich kaum, wenn sie den Kontinentrand erreichen und sich entlang seiner Grenze fortsetzen, wie sich das Molukken-Orogen bis in das Java-Sumatra-Orogen hineinzieht.Die Durchschnittsmenge an Schuttanhäufung in Geosynklinalen wird auf 2,5 cm in 1000 Jahren geschätzt (ohne Porenvolumen). Die Gesteinsablagerung eines einzigen großen Flusses wie des Mississippi würde volumetrisch genügt haben, um alle tertiären Geosynklinalen mit anorganischem Material zu versorgen.Zum Schluß werden einige Experimente gezeigt, die beweisen, daß die überall zu beobachtende Laminierung von Turbiditen ohne Strömungspulsation zu erklären ist. Andere Tests zeigen, daß jüngere Tiefseesande und Flyschsandsteine von Strömungen abgelagert wurden, die eine Dichte von etwa 1.2 hatten, und daß der maximale ursprüngliche Anteil an Grundmasse in groben Turbiditgrauwacken 10% betrug. Er vergrößerte sich nach der Ablagerung, vermutlich durch Drucklösung an Kornkontakten.

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Résumé Le terme « géosynclinale» n'est pas employé ici comme synonyme de «bassin de sédimentation», mais nous entendons par là un vaste complexe de sédimentation qui a subi plus tard une influence orogène. Nous avons choisi comme exemples récents le bassin de Timor et le Golfe Persique, et nous les comparons avec des géosynclinales anciennes d'eau profonde ou d'eau basse. Il est douteux que des géosynclinales se soient jamais formées aux bords des continents. Quelques géosynclinales traversent un continent et leur structure ne change guère aux bords des continents, par exemple l'orogène des Moluques qui s'étend jusqu'à l'orogène de Java-Sumatra. La moyenne de sédimentation dans les géosynclinales est 2,5 cm par 1000 ans.Des résultats expérimentaux montrent que les sables océaniques et les grès de Flysch se sont déposés dans un courant de turbidité d'une densité de 1.2.

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Sediment rejection by recent scleractinian corals: a key to palaeo-environmental reconstruction

26 of the 59 living species of scleractinian corals found in Western Atlantic and Caribbean waters, less than 68 metres deep, and two fungiid genera from the Pacific are analysed in terms of their behaviour, sediment rejecting properties, functional morphology and distribution patterns.The contrasting behaviour and skeletal structure of the two solitary fungiids provides evidence for the construction of a theoretical mechanical model which is applied to the subsequent interpretation of the more complex colonial reef corals from the Atlantic province.Regional distribution patterns, growth forms and calical orientations of the Atlantic species and their associated sediment types were noted in dives across transects in extreme environments in the Caribbean. Representative samples were then selected from the five functional ecological niches in the Florida keys, and subjected to inundations of sized and painted carbonate sand particles in the laboratory. The coral was filmed before the sedimentary influx, on impact and during rejection. The skeletons were then extracted and dissected to construct a mechanical model compatible with their behavioural functions.There are four means of sediment rejection: distension by the stomodeal up-take of water, tentacular action, ciliary beat, and mucus entanglement. Differences in sediment rejection are ascribed to two factors (1) variations in the polyps' distensional capacity, and (2) the geometry of the calice.A theoretical model of characteristic scleractinian distribution patterns on an Atlantic patch reef mirrors regional distribution patterns. The sediment rejecting experiments are used as additional evidence for interpreting other behavioural activities of greater consequence e.g. food gathering and the removal of excrement.Theoretical models are described for the relationship of calical form to polypal function and calcical orientation to distribution patterns on the corallum; and also variations in growth form. Ecological distributions, in local patch reef and regional occurrences, are outlined in terms of the recent scleractinian corals of the Atlantic province. These models are tested against some rugose and tabulate coral distributions in the Irish Carboniferous.

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Zusammenfassung 26 der 59 Korallenarten (Scleractinia), die im westlichen Atlantik und der Karibischen See in weniger als 68 m Wassertiefe leben, und 2 Fungia-Gattungen des Pazifiks werden auf Verhalten, Fähigkeit Sediment abzuschütteln und funktioneller Morphologie untersucht. Aufgrund der Gegensätze in Verhalten und Skelettstruktur der beiden Fungia-Einzelkorallen wird ein theoretisches Modell erarbeitet, das dann auf die komplizierteren koloniebildenden Korallen angewandt wird.Regionale Verteilung, Wuchsformen und Kelchorientierung der atlantischen Korallen und die dazugehörigen Sedimente wurden in Tauchgängen in extremen Bereichen der Karibischen See erfaßt. Repräsentative Korallen-Exemplare wurden dann von fünf ökologisch definierten Bereichen der Florida Keys gesammelt und im Labor mit sortierten und gefärbten Karbonatsandkörnern überschüttet. Die Korallen wurden vor dem Experiment, während des Schüttens und des Abschüttelns gefilmt. Danach wurden die Skelette herauspräpariert und ein mechanisches Modell entwickelt, das die verhaltensbedingten Funktionen berücksichtigt.Das Sediment wird mit Hilfe von vier Mechanismen abgeschütteln: Ausdehnung der Weichteile durch Aufnahme von Wasser, Tentakelbewegungen, Ziliarbewegungen und Schleimumwicklung. Unterschiede in der Fähigkeit, Sediment abzuschütteln, wurden auf 1. Unterschiede in der Fähigkeit des Polypen, sich auszudehnen, und 2. Unterschiede in der Kelchform zurückgeführt.Ein theoretisches Modell der Korallenverteilung auf einem isolierten Riff spiegelt die Grundzüge regionaler Verteilung wider. Die Sedimentabschüttel-Experimente ergeben zusätzliche Anhaltspunkte für die Interpretation anderer Verrichtungen von größerer Bedeutung, z. B. Nahrungsaufnahme und Entfernung von Exkrementen. Theoretische Modelle für das Verhältnis von Kelchform zu Polypenfunktion und von Kelchorientierung zur Position auf dem Korallenstock und zu Wuchformunterschieden werden beschrieben.Ökologische Verteilungen, lokal und regional, werden anhand der rezenten Korallen des Atlantiks aufgezeigt. Diese Modelle werden dann am Beispiel der Verteilung rugosen und tabulaten Korallen im Karbon Irlands getestet.

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Résumé 26 espèces vivantes de coraux scléractiniens sur 59, furent découvertes dans l'Atlantique-Ouest et les eaux des Caraïbes, à moins de 68 m de fond; 2 genera fungiid du Pacifique sont analysés en fonction de leur comportement, des propriétés de rejet des sédiments dont ils font preuve, de leur morphologie fonctionelle et de leurs reséaux de distribution.Le contraste dans le compartement et dans la structure squelettique des deux fungiids solitaires, justifie la construction d'un modèle théorique mécanique qui est appliqué à l'interprétation suivante des coraux de récif coloniaux et plus complexes que l'on trouve dans la région atlantique.Les réseaux de distribution régionale, les formes de croissances d'orientations calicales de l'espèce atlantique et les types de sédiments qui leur sont associés, ont été remarqués lors de plongées aux environs extrêmes de la mer Caraïbe. Des échantillons représentatifs ont ensuite été sélectionnés dans les cinq niches écologiques fonctionelles des cayes de Floride. Puis ont été soumis, en laboratoire à des inondations de particules de sable carbonaté taillées et teintes. Le corail a été filmé avant l'entrée des sédiments, pendant l'opération et pendant le rejet. Les squelettes, ont ensuite été extraits et disséqués pour construire un modèle mécanique compatible avec leurs fonctions de compartement.Il existe quatre modes de rejet des sédiments: dilatation par absorbsion stomodéal d'eau, action tentaculaire, action ciliaire et enveloppement de mucus.Les différences dans le rejet de sédiments sont imputables a deux facteurs (1) les variations de la capacité dimensionelle du polype et (2) la géométrie du calice. Un modèle théorique des réseaux le distribution scléractiniènne, charactéristique sur un petit récif atlantique, réflecte des sébeaux de distribution régionale. Les expériences sur le rejet de sédiments, sont utilisées comme preuve supplémentaire à l'interprétation d'autres activités de comportement, comme par exemple, la recherche de nourriture ou l'émission d'éxcréments.Les modèles théoriques sont décrits pour permettre le rapport entre la forme calicale et la fonction polypale, plus entre l'orientation calicale et les résaux de distribution sur le corallum, ainsi que pour étudier les variations dans les formes de croissance. L'étude des coraux scléractiniens récents de la province atlantique, permet d'établir une ébauche de leur répartition écologique, aussi bien sur les petits récifs locaux qu'au niveau des incidences régionales. Les modèles sont également testés grace à des répartitions de coraux rugueux et tabulates dans le Carbonifière Irlandais.

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Fungia , , . , . . . . , . 4 : 1) ; 2) ; 3) , 4) . : 1) , 2) . . , .: . , . , , .

     

Strontium — ein Fazies-Diagenese-Indikator im Oberen Wettersteinkalk (Mittel-Trias) der Ostalpen

Zusammenfassung 921 Proben von 18 Standard-Profilen des Oberen Wettersteinkalkes (Ober-Ladin/ Unter-Karn) und seiner stratigraphischen Äquivalente Partnachschichten und Arlbergschichten wurden mit Hilfe der AAS auf Ca, Mg und Sr analysiert. Es wurden die Strontium-Verteilungen in den unterschiedenen Faziesbereichen (Riff-, Rand-, Lagunen- und Beckenfazies) und die Einflüsse von Diagenese, Salinität, Tongehalt und Dolomitisierung auf diese Verteilungen untersucht.Im Vergleich mit rezenten Karbonaten sind die Strontium-Mittelwerte in fast allen Faziesbereichen sehr gering (um 100–200 ppm). Diese intensive Strontium-Verarmung wurde wahrscheinlich durch Frischwasser-Einflüsse während verschiedener Diagenesestufen verursacht. Zum Hangenden (Raibler Schichten/Karn) treten in der Lagunen- und Randfazies Horizonte mit hohen Sr-Gehalten auf (1000–6000 ppm), fallweise auch Coelestin, der als Indikator für evaporitische Sedimentationsbedingungen in arider Umgebung gelten kann.

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921 samples collected from 18 standard profiles of the Upper Wettersteinkalk (Upper Ladinian/Lower Carnian) and the corresponding Partnachschichten and Arlbergschichten were analysed with aid of AAS for Ca, Mg and Sr. Additional the HCl-insoluble was detected. The strontium-distributions in different facies types (i. e. reef, reef-margin, lagunal and basin facies) and the influences of diagenesis, salinity, clay content and dolomitization on these distributions were investigated.In nearly all facies areas the Sr means are very low (100–200 ppm) compared with recent carbonates. This strong diminution of Sr was caused by fresh-water influence during different stages of diagenesis. Approaching the Raiblian Schists (Carnian) the lagunal and reef-margins facies contain horizons with high Sr values (1000–6000 ppm) and sometimes celestite, which indicates evaporitic sedimentary conditions in an arid climatic environment.

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Résumé 921 échantillons provenant de 18 coupes du Wettersteinkalk supérieur (sup. Ladinien/ inf. Carnien) et de ses équivalents stratigraphiques «Partnachschichten» et «Arlbergschichten» ont été analysés à l'aide de l'AAS pour Ca, Mg et Sr. On a examiné la distribution du strontium dans les différents facies lithologiques (p. e. facies récifaux, de bordure, de lagune, de plate-forme carbonatée) et les influences exercées par la diagenèse, la salinité, la teneur en argile et la dolomitisation sur ces distributions.Comparées aux carbonates récents les concentrations en strontium sont très pauvres (de 100 à 200 ppm). Cet appauvrissement intensif en Sr fut produit vraisemblablement par les influences de l'eau douce (eau souterraine ou vadose) au cours des différents stades de la diagenèse. Vers les strates de Carnien (Couches de Raibl) les coupes du Wettersteinkalk supérieur contiennent des horizons avec une grande quantité de strontium (1000–6000 ppm), et quelquefois aussi de la célestine, ce qui indique des conditions évaporitiques de la sédimentation dans un entourage aride.

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921 18- ( - ) : « » «» AAS , Mg Sr. (, , ) , , . , 100-200 . , , . ( ) ( 1000-6000 ), , , .